Плотность вещества

Плотность — это физическая величина, которая показывает, сколько массы вещества содержится в единице объёма.

Плотность вещества — это масса, которая содержится в одном кубическом метре или в одном кубическом сантиметре этого вещества.

Как правило, плотность разных веществ различна: одни вещества легче, другие тяжелее.

Например, алюминий имеет плотность 2,7 г/см³, а вода — 1 г/см³. Это означает, что масса алюминия в единице его объёма больше массы воды в единице её объёма, так как плотность алюминия больше плотности воды.

Из определения плотности можно вывести формулу, с помощью которой можно рассчитать плотность вещества:

$ρ = \frac{m}{V}$, где

$m$ — масса вещества,$V$ — занимаемый веществом объём.

Единицей измерения плотности вещества в системе единиц СИ является килограмм на кубический метр (кг/м³).

Плотность вещества можно вычислить, если известна масса тела и его объём. Например, если масса тела составляет 45 кг, а объём этого тела равен 0,03 м³, то плотность вещества будет равна:

1) $ρ = \frac {45}{0,03} = 1500$ (кг/м³)

Если известна плотность вещества и объём тела, то можно вычислить массу тела. Для этого плотность вещества необходимо умножить на объём тела:

2) $m = ρ * V$

Задача:

Кусок металла имеет массу 2,1 кг и объём 300 см³. Из какого вещества изготовлен кусок металла?

Решение:

Найдём плотность вещества, из которого изготовлен кусок металла:

• $ρ = m / V = 2100 / 300 = 7$ (г/см³)
• Ответ: кусок металла изготовлен из вещества с плотностью 7 г/см³ — это может быть цинк.

Примеры плотности некоторых веществ

Плотность одного и того же вещества в твёрдом, жидком и газообразном состоянии различна. Например, плотность льда при 0 °С примерно равна 900 кг/м³, воды при 20 °С — 1000 кг/м³, водяного пара при 100 °С и нормальном атмосферном давлении — 0,59 кг/м³.

Задачи для самостоятельного решения

1. Какова масса железного листа длиной 1 м, шириной 80 см и толщиной 1 мм? (Плотность железа $7800 \frac{кг}{м^3}$)

2. Определите массу оконного стекла длиной 3 м, высотой 2,5 м и толщиной 0,6 см. (Плотность стекла $2500 \frac{кг}{м^3}$).

3. Масса чугунного шара объёмом 1,45 дм³ равна 2,9 кг. Сплошной этот шар или полый? (Плотность чугуна $7000 \frac{кг}{м^3}$).

4. Рассчитайте плотность пробки массой 120 г, если её объём равен 125 см³.

5. Найдите массу дубовой балки длиной 5 м и площадью поперечного сечения 0,15 м². Плотность дуба равна $700 \frac{кг}{м^3}$.

6. На площадь 10 см² действует сила 10 кН. Определите давление, оказываемое этой силой.

7. Какое давление оказывает на грунт гранитная колонна объёмом 6 м³, если площадь основания колонны 1,5 м²? Плотность гранита $2600 \frac{кг}{м^3}$.